除了高超wu14高超音速飞行器器还有什么新武器

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外刊揭秘中国高超音速武器:不携核弹瞄准美国
&& 来源:环球网&&编辑:jxnews && 作者:知远
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  据加拿大《汉和防务评论》2015年5月刊报道,中国二炮的确在研制发展高速飞行器。这种高速飞行器又称作滑翔导弹系统,运载工具在发射后立即进入大气层,然后分离出滑翔飞行器。这个没有独立发动机的飞行器能以高超音速(至少5倍音速)滑翔几千公里。俄罗斯媒体去年11月发表文章声称:日,中国试验了被美国称为WU-14的飞行器。第二次试验发生在8月,飞行器预计应飞行1750公里。但种种迹象表明,试验以失败告终,或许是因为推进器问题。美国国防部官员声称中国至少两次测试了这种高速飞行器,能够以10马赫的高速进行滑翔机动,穿透所有的美军现役反导系统。
  五角大楼把中国的高速滑翔飞行器称作WU-14,意思是“五寨-2014年”的意思。即在五寨发射。五角大楼认为二炮计划把这种高速画像飞行器安装在新型洲际弹道导弹,诸如DF-41上。
  从卫星图片发现,五寨发射基地从2013年开始进一步进行了扩建,南发射场是历来试射DF-31A/B的区域。测试机动式战略导弹,南发射场拥有专用场坪,2013年4月发现过测试中程弹道导弹的迹象。在五寨北部地区,也进行了新的修缮,修建了更多的公路和场坪,西方军事情报圈内人士认为这里部署了DF-31。
  美国也在研制类似的高速飞行器,目前俄罗斯没有进行这一技术的实验,但是莫斯科明显表达了对这种高速武器的焦虑。普京甚至亲自发表演说认为这种技术的出现,可能破坏现有的限制战略核武器条约。
  文章认为,中国的确在进行有关高速滑翔飞行体的研究。目前处于继续研发的阶段,主要在于瞄准美国可能建立的全球国家导弹防御系统,这些系统可能使传统的洲际弹道导弹失去攻击效果。
  中国正在研制之中的高速飞行器采用何种弹头?如何诱导是值得注意的。文章认为,相关技术研究中还同时进行了战斗部引控引爆技术的研究,这意味着高速飞行器是以携带常规战斗部为理论依据的。二炮技术用语相当严格,战斗部通常指常规战斗部,核弹头在中国称作“核战斗部”。
  既然采用常规战斗部,意味着必须拥有相当精确的末段诱导系统。为此与该技术配套的光学末制导设计也在进行之中,它有可能采用成像技术,包括光学成像、红外成像等。打击精度提高之后,如果这种高速飞行器以洲际弹道导弹携带,就变成了“常规洲际弹道导弹”,中美的战略核导弹专家长期以来一直在论证发展高精确打击能力的常规洲际弹道导弹的可能性。(知远)
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港媒:中国高超音速武器今年第3次试验 进度超美
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美媒曾称,中国的WU-14飞行器是美国“全球1小时快速打击计划”的“仿制版”,与中国进行数次试验相比,美军秘密进行了一系列高超音速飞行器试验。使中国成为继美国之后第2个实现以超燃冲压发动机为动力的高超音速飞行器自主飞行的国家。
美国媒体猜测中国高超音速武器测试示意图(资料图) 《香港商报》11月24日报道称,香港中通社23日引述中国航天界消息人士的话透露,中国一南一北两大航天发射场当天分别进行2项高精尖试验任务,一个是重型大运载火箭合练转场,一个是最先进的高超音速飞行器飞行试验。 报道称,专家表示,这两项试验任务,对中国航天未来发展及国防安全等意义重大,官方一贯保密,但这次未有删除网络上传出的消息,可能是有意泄露有关试验任务,及对试验的技术能力具有自信。 第6次高超音速试验 报道称,在北方的中国太原卫星发射中心,23日上午,高超音速飞行器飞行试验比原计划提前数小时实施。据一直关注中国高超音速飞行器飞行试验及技术进展的外媒统计,这是中国进行的第6次高超音速试验,也是2015年的第3次。试验的主角代号为DF-ZF,此前遭美军情报部门披露,此前这种飞行器被五角大楼命名为WU-14。 据推测,WU-14利用类似于东风-21中程导弹这样的导弹平台发射后,加速抵达高度100千米以上的近地轨道,再入大气层后为无动力滑翔飞行,飞行速度可达到10马赫。 美媒曾称,中国的WU-14飞行器是美国&全球1小时快速打击计划&的&仿制版&,与中国进行数次试验相比,美军秘密进行了一系列高超音速飞行器试验。 2010年,美军火商洛克希德&马丁公司首次试验HTV-2高超音速滑翔飞行器,但遭遇失败。2011年的试验再次失败,但飞出20马赫的极高速度。而美另一家军火商波音的X-51A则在2013年获得阶段性成果。X-51A共进行4次试验,但由于项目预算被砍,便无以为继。不过,美空军后期高超音速飞行器计划已获得批准。 报道认为,尽管众所周知,美国空军的HTV-2高超音速飞行器因技术难度过高被放弃,而陆军的高超音速飞行器在2014年8月的试射也以失败告终,在新型高超音速导弹的研制进度上似乎已落后于中国。 增强二次核反击能力 但外界普遍认为,美军在高超音速技术方面仍是领先者,距离实战化也更近。不过中国的稳定试验则大大提升了穿透美国陆基中段防御系统、海基中段防御系统和THAAD等陆基末段高层防御系统的突防能力,增强二次核反击能力。 中国官方学者则认为,中国发展高超音速飞行器一旦实战化,这就意味着美国企图包围中国的反导系统将变为多余的摆设,迫使美国国家绝对安全观重新定义。 报道称,此外,中国近年来在航天领域发力,一系列新型军用航天器升空,&天军&实力紧追美俄等航天强国。未来,制天权则是强国寻求战争胜利的关键,而中国未雨绸缪打造&高边疆&超强战力将极大地提升自身的竞争力。 有美国军事分析家认为,中国密集的测试时间表意味着他们可能接近部署这种极受重视的武器。
[责任编辑:詹嘉宝]
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高超音速飞行器引领空天武器新趋势
本刊特约记者/徐秉君
  高超音速飞行器通常是指飞行速度大于5马赫,以吸气发动机或组合发动机为主要动力、能在大气层内和跨大气层进行中远程飞行的飞行器
SR-72高超音速无人侦察机有别于上一代“黑鸟”侦察机,采用了无人驾驶结构,将使用涡喷发动机与超燃冲压发动机的组合体作为动力,涡喷发动机将飞机加速到马赫数3后,超燃冲压发动机点火继续加速至马赫数5到6
&  据美国媒体报道称,今年1月9日中国军方在境内首次试验了10倍音速的高超音速导弹,意在突破美国的导弹防御体系。美官员称,五角大楼已将中国的这一试验性武器取名为WU-14。这一消息引起各国的关注,欧洲媒体认为,中国总是出人意料! 中国在军事领域总是“一鸣惊人”,此前有关中国高超音速武器的资讯几乎没有,这是中国武器研发和生产的巨大进步;这款太空武器速度10倍于音速,因此北京到华盛顿之间的距离被缩短至不到45分钟,华盛顿十分担忧;中国正在以第三名的身份迎头赶上,甚至很快赶超,“谁继续错误低估了这个国家,就可能追悔莫及”。对此,中国国防部在1月15日作出回应,我们在境内按计划进行的科研试验是正常的,不针对任何国家和特定目标。
  何为高超音速飞行器?
  高超音速飞行器通常是指飞行速度大于5马赫,以吸气发动机或组合发动机为主要动力、能在大气层内和跨大气层进行中远程飞行的飞行器。如近年研制的高超音速导弹、高超音速飞机、高超音速空天飞机等。  高超音速概念早在20世纪50年代就提出,但由于技术和资金等原因,研发进展比较缓慢。到上世纪60年代末,随着超音速燃烧冲压发动机和飞行器机体一体化概念的提出,高超音速飞行器才正式被美、苏等发达国家列入研制计划,真正意义上的快速发展始于上世纪90年代。近些年随着科技发展和技术进步,高超音速飞行器的研发有了突破性进展。从目前正在研制和试验的情况来看,高超音速飞行器具有以下特点:  一是飞行速度快,可实现全球打击。有关专家早就预言,未来的空中打击力量将主要依靠高度和速度取胜。因此在研发航空武器过程中,把提高飞行速度一直作为一项重要的指标。从亚音速到超音速,从超音速到超数倍音速,从数超倍音速到高超音速等,飞行速度不但提高飞行器的作战性能,而且完全可以实现全球打击,从而引起作战形态和作战方式的重大改变。  二是突防能力强,可突破现有防御体系。目前研制和试验的高超声速飞行器或武器,其飞行速度大都在5~20马赫左右,已经远远超过现有空天防御系统拦截范围,可以轻而易举地突破目前的各种防御体系,将使现代防空反导防天作战从技术到理论到实践都面临挑战。  三是隐形理念新,战略威慑力大。以往的飞行器隐形设计主要是通过改进机体结构、采用复合材料、喷刷表面涂层等方式来达到隐形目的,与现有五代战机的隐身设计理念完全不同。新的设计理念认为,要通过提高飞行速度来达到隐身目的。因此,速度将成为一种新的隐身手段。由于速度快和隐蔽性好,现有防御体系对这种高超音速武器无能为力,从而能够形成巨大的战略威慑。
X-51A 高超音速飞行器验证机
&  各国缘何竞相研制?
  2001年,美国遭受“9&#8226;11”恐怖袭击后,美国便开始对全球战略进行调整,五角大楼很快就提出了“全球快速打击”战略,其核心是要在一个小时内打击世界上的任何一个目标。该战略计划要求美国通过研发能够对威胁来源进行闪电打击的超高效非核武器,以扩充其武装力量。在这一战略目标的牵引下,美国重点加快高超音速武器的研发,从而实现全球军事优势。  在高超音速武器研发方面美国无疑走在前列。美国空军、陆军、海军都在发展各自的高超音速打击武器项目,其中有始于2002年的HTV-2“猎鹰”高超音速飞行器计划。美国曾分别于2011年4月和8月先后试飞HTV-2“猎鹰”,但两次试验均告失败,但这并未影响其它研发项目的试验。如X-51高超音速验证机、X-37B空天验证机、以及新近媒体披露的“黑鸟之子”SR-72新一代无人机等,表明美国高超音速飞行器正加速向应用方面迈进。  X-37B是美国波音公司研制的一种由助推火箭发射或飞机投放、可进入地球轨道高速飞行的轨道试验飞行器。首架X-37B原型机(编号OTV-1)于日发射升空,在近地轨道运行7个多月后成功返回地面。第二架X-37B(编号OTV-2)于日发射升空后,也于日顺利返回地面。第三架X-37B(编号OTV-3)于日发射升空,现仍在轨道飞行。尽管美国对X-37B每次的试验任务保密,但分析认为,X-37B可整合具备侦察、空中打击,以及反卫星、反导弹等太空作战功能,并有望成为第一种具有作战能力的“空天战机”。  美国还研制了X-51“乘波者”验证机,先后四次进行试飞试验。这种由美国空军主持波音公司与普拉特&#8226;惠特尼公司共同制造的“乘波者”飞行器命运多舛,前三次试验都因技术原因以失败告终。日,又进行了第四次飞行试验,这次X-51“乘波者”在1.83万米高空速度达到5.1马赫,是唯一获得成功的一次。此次试验成功,表明美国在超高速飞行技术方面取得重大突破。有专家认为,这项技术的确是革命性技术。在航空领域,超燃冲压发动机技术对航空的影响,不亚于航空工业当年从螺旋桨时代跨入喷气时代所产生的影响。  2013年11月,美国高调宣传“黑鸟之子”SR-72双发无人机,这种新机定位是高超音速情报、监视、侦察和打击平台,其验证机将在2018年进入工程发展。有关专家认为,SR-72是目前最接近空天飞行器概念的无人飞机,很可能会成为第一架投入使用的高超音速飞行器。一旦研发成功,除了担负各种情报、监视和侦察任务外,还可以替代战略轰炸机担负远程快速打击任务,从而实现美国一小时打遍全球的目标。  从近几年美国频繁试验X-37B、X-51和“猎鹰”HTV2的情况看,美国明显加快各种实验进程,尽管“猎鹰”项目和X-51多次试验失败,但也取得了宝贵的经验。随着X-37B的试验成功和SR-72项目的推进,预示着美国战略打击能力转型已经进入实质性阶段。可以看出,美国正试图用在高超音速飞行器领域建立起的强大技术优势,来进一步拉大与其他国家的军力实力的差距,进而保持更大技术和军事优势。  由于高超音速飞行器引领空天武器发展新趋势,再加上美国咄咄逼人研发势头,不能不引起世界各国的警觉和不安。因此,在未来国家安全需要的重压下,世界各国也竞相开始研发高超音速飞行器。目前世界上开展高超音速飞行器技术研究的有近10个国家,其中包括美国、俄罗斯、中国、法国、德国、英国、日本、澳大利亚、印度等国。  俄罗斯在强烈谴责美国的“全球快速打击计划”同时,也开始研制高超音速(6马赫~14马赫)试验飞行器,并已做了大量的地面试验和风洞吹风试验。法国航空航天研究院和法国宇航-马特拉公司正在研究空射型Promethee高超音速导弹,巡航飞行速度为8马赫。印度也提出了“布拉莫斯”高超音速巡航导弹、速度达6~7马赫的高超音速飞行器等设想。日本也在进行高超音速飞机的试验,目前正在研究高超音速涡轮喷气发动机。  美国推行“全球快速打击”战略,引起了世界各国的安全危机感,尤其是美国为其全球战略致力于发展尖端的高超音速武器,无异于打破了常规武器战略平衡,而世界各国绝不可能听之任之,自然要采取相应的对策,这必然会引发新一轮的军事科技革命甚至军备竞赛。
臭鼬工厂则认为,“超高速特性比隐身特性的生存能力更强,技术进步已经让隐身飞机的优势变得不再明显,而飞行器的下一场革命将来自于‘速度’,其速度优势让各国现役防空导弹统统变成废铜烂铁。”
  &  战略意义远超越其本身
  发展高超音速武器是美国“全球快速打击”战略的重要组成部分,美国凭借技术优势抢先开展多项高超音速飞行器的研发,其目的在于抢占全球战略制高点。随着美国在高超音速技术领域的继续领跑,作为一种平衡力量,中、俄、法、印等国家都希望能获得能在一个小时内打击世界上任何一个目标的武器平台。因此,发展高超音速武器的战略意义远超其本身。  一是将推动航空史第三次推进技术革命。高超音速飞行器航程远、速度快、性能超卓,被称为是继螺旋桨、喷气推进之后航空史上的第三次技术革命,并将对未来战争和军事变革产生深远的影响。高超音速的核心在于它的推进技术,目前,各国发展高超音速技术主要选用超燃冲压发动机作为推进系统。超燃冲压发动机是指在超声速气流中喷入燃料实现超声速稳定燃烧的新一代发动机。由于燃料注入方式不同,可分为双模态超燃冲压发动机和双燃烧室超燃冲压发动机。超燃冲压发动机的适用速度范围为马赫数5~16,主要用于高超声速飞机、巡航导弹、及可重复使用的航天飞行器。美国曾提出多个高超音速飞行器发展计划,当前正在试验和推出的概念有X-37B、X-51、HTV2、SR-72等项目,尽管X-51和HTV2经历多次试验失败,还有许多技术难点需要研究突破,但多项成功的试验已使新一代推进技术不断向应用阶段迈进。
图为由美国国防部高级研究计划局(DARPA)公布的“猎鹰HTV-2号”飞机效果图,显示的是“猎鹰HTV-2号”同发射火箭分离时的情景
  二是现有空天防御将面临严峻挑战。高超音速飞行器作为空天时代的新式武器,将使现代空天防御体系面临严峻挑战。这些试验成果一旦转为实际应用,将对目前的防空反导防天作战的技术、理论、原则产生颠覆性改变。无论是美国自身的“爱国者”导弹防御系统,还是俄罗斯的С-300、С-400防控拦截导弹,以及“地基中段防御系统”等,在高超音速武器面前都无能为力。因为这些防御系统均是基于飞行轨迹可预测的目标来设计的,攻击或拦截的对象是战略、战术弹道导弹,或是各种作战飞机、飞艇及气球等,而高超音速武器的优势则在于飞行速度快、飞行高度高、轨迹变化大,现有常规预警防空雷达只能望洋兴叹,机械扫描雷达更是无法捕获、跟踪。然而,有矛必有盾,在高超音速武器发展的同时,也必然会有研究对付它的反制措施。因此,高超音速武器自身也面临挑战。  三是将使未来作战方式发生重大改变。以高新技术为支撑的高超音速武器的发展和运用,必将对现有的作战理论、作战方式和武器装备发展产生革命性的影响,从而使未来战争面貌翻然一新。首先,作战空间将向全球和太空拓展。由于高超音速武器速度快、隐身好、航程远、精度高、威力大,在本土一小时内就可以实现对全球任何地方的目标实施精准打击,不仅可以攻击陆、海、空各种目标,而且还可以对太空的卫星、飞船、航天器等实施攻击。这种高超音速“全球杀手”一旦部署和应用,将使作战空间空前拓展。其次,新型作战样式将应运而生。高超音速技术一旦投入实用,将会对现有的作战系统产生重大冲击,其作战方式必然也会发生重大改变。高超音速技术不仅应用于尖端武器上,而且也可以应用于常规武器上。美国一项新的高超音速计划,就是准备把改造常规巡航导弹作为突破口,并从“战斧”着手试验,预定在2015年前研制出6~8马赫高超音速巡航导弹。这样一来,经过改造的常规巡航导弹,也将成为实施全球打击的利器。不仅如此,随着高新技术的广泛应用,天基反导系统、激光武器、粒子束武器等新型武器也将粉墨登场,届时人类将要真正面对随之而来的“星球大战”。
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  高超音速飞行器的问世,为全球主要武器大国展示了一幅诱人的应用蓝图。我国在研制出WU-14高超音速飞行器之后,不管是国内媒体,还是外媒,都在积极谈论着这种飞行器的巨大作用。有人提出,采用助推-滑翔弹道的WU-14高超音速飞行器可以被用于东风-26反舰弹道导弹,用它来打击航母,成功概率将大大提升。甚至也有用人提出,这种弹头如果适用于洲际导弹,那么对于导弹突防来说就太有用了。
  本文不讨论这些技术应用是否现实,而是准备要专门讲述一种推动我国WU-14高超音速飞行器快速发展的尖端技术。在《解放军报》最近的报道之中,提到了这么一个事实。我国的邓小刚院士主持研制高精度数值风洞(下文简称为高数值风洞),这种风洞解决了高超音速飞行器的关键气动问题,为我国飞行器设计手段实现跨越式发展奠定了重要的基础。《解放军报》的这个评价是非常高的,而且院士头衔也足以说明邓小刚的卓越贡献。
  美国《华盛顿自由灯塔报》1月13日报道,美国国防部表示,中国军方在上周完成了针对突破美国弹道导弹防御系统的首次超高速导弹弹头载具测试。此次测试的时间为1月9日,使用的是被美国军方代号为WU-14的高超音速滑翔载具。
  那么,这个高数值风洞究竟是什么尖端科技呢?首先我们来说一说什么是数值风洞。数值风洞就是将计算流体力学软件系统和大型计算机系统有机结合,从而提供满足型号工程设计精度和效率要求的飞行器气动数据。同一般的计算流体力学软件相比,数值风洞系统经过大量的系统测试,可以生成准确的气动数据,而且计算速度和计算容量都很大。为了能够获得数值风洞,许多发达国家都投入了大量的精力、物力和人力,财力不雄厚的国家通常是玩不起的。
  同数值风洞相比,高数值风洞的要求更高,它将高精度计算方法和高效能计算机系统紧密地结合起来。我国的高数值风洞是在全球排名领先的“天河”一号和“天河二号”超级计算机的基础上建立的,而且突破高精度计算方法应用于工程的瓶颈,解决了一大批关键的技术难题,达到了国际上的先进水平。这种高数值风洞主要有三个方面的优点。
  第一个方面是提供更准确的计算结果。甚至在2011年的时候,美国航空航天局兰利中心的报告也指出,高精度计算方法是非常急需的计算工具,但各国经过数十年的研究之后,取得的成果相对有限。我国这个领域的团队在邓小刚院士的带领下,突破层层的困难,通过多方面进行验证,确保了计算结果的准确性和工程实用性,使误差极大缩小。
  第二个方面是可以提供更快的计算速度。对飞行器的气动布局进行评估,需要进行全机数值模拟,计算量非常大,需要几千万到几亿的计算网格点。计算流体力学软件虽然比人工计算要快得简直不知道要高出多少倍,但在高数值风洞面前,它也只能算是“小作坊”。而我国的高数值风洞采用的“天河二号”计算机,拥有8万个处理器,212万个计算核心,峰值浮点运算速度可以达到33.86千万亿次,这比之前全世界最快的超级计算机“泰坦”都好要快74%。
  不仅如此,我国科研人员还对高数值风洞使用的软件进行优化,构建了更加适合大规模并行计算的底层架构。我国的高数值风洞在世界上最大规模的异构并行的复杂算例中单GPU对8CPU核的并行加速比达到1.86,处于全球领先水平。通过高效率软硬件的有机结合,我国高超音速飞行器的气动布局计算周期大大缩短,获得了海量可靠的数据。
  第三个方面的优点是可以提供更优秀的流场显示。流动显示和流场特征是提取计算流体力学的非常关键的最后一个步骤,它直接关系到计算结果的关键信息是否能够成功获取。这个方面的重要性我们可以做一个形象的比喻。这就好比你辛辛苦苦连三餐都没有吃加班到晚上12点,终于干完了一个急活儿,但由于电脑太破造成死机,数据却无法显示。
  高超音速飞行器启动布局的计算量可以比你一个人1天时间干的活儿多太多了,如果数据无法显示,那后果的严重性是根本无法用语言来描述的。我国经过数十年的研发,研制出高数值风洞使用的自主流场显示系统,成功打破国外流动显示软件的垄断。不仅如此,我国的这套系统还可以提供更加精细的流场显示结果。这个成果,使我国的高超音速飞行器设计师能够获得关键的气体流动特征。
  在今天的高超音速飞行器研制领域,我国已经可以达到同美国和俄罗斯比肩的水平,其间是许许多多科技人员艰苦努力的结果。邓小刚院士所带领的团队在高数值风洞方面的成就,为我国研制高超音速飞行器提供极大的帮助。正是有了高数值风洞,我国的高超音速飞行器才会研制得如此顺利。科研人员们一直在努力,谁说我国只能学习其他国家的技术,只能“山寨”,我们的自主研发能力一点儿也不差,邓小刚院士及其团队就是最生动的例子。(作者署名:云上的空母 请搜索微信公众号:云上的空母)
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